Оценка стабильности работы компьютера с использованием контрольных карт

1. «Оценка стабильности работы компьютера с использованием контрольных карт»

Студентка гр.ПМбд-41: Федорова М.К.
Руководитель : д.т.н., профессор
Клячкин В.Н.

2. Цель работы: Оценить стабильность работы компьютера с помощью обычной контрольной карты Хотеллинга, карты с предупреждающей границей и ка

Цель работы: Оценить стабильность работы компьютера с помощью
обычной контрольной карты Хотеллинга, карты с предупреждающей
границей и карты обобщенной дисперсии
Для достижения поставленной цели решаются задачи:
Обзор литературы для построения контрольных карт;
Исследование температурного режима компьютера;
Сбор и формирование температурных характеристик;
Доработка программного обеспечения для оценки стабильности
температурного режима компьютера;
Разработать методику определения положения контрольных границ
на картах;
Произвести расчеты;
Анализ результатов и вывод;
2

3. Актуальность

Одним из важных показателей качества работы компьютера –
температурный режим. Оценка стабильности температурного
режима проводится с помощью статистических инструментов для
многомерном контроле процесса, в котором состояние объекта
определяется несколькими коррелированными параметрами.
Наиболее распространенными инструментами являются карта
Хотеллинга и карта обобщенной дисперсии.
3

4. Многомерная контрольная карта Хотеллинга

Применение карты Хотеллинга предполагает расчет для
каждой t-й мгновенной выборки (t=1,…,m)
2
Tt n( X t 0 ) T S 1 ( X t 0 )
X t ( xt1 ...xtp ) T
0 ( 1 ... p ) T
S jk
1 m n
,где j mn xijt
t 1 t 1
m n
1
( xijt j )( xikt k ), j, k ,..., p
m(n 1) t 1 i 1
Граница критической области определяется по формуле
p (m 1)(n 1)
Tкр2
F1 ( p, mn m p 1)
mn m p 1
Где F1 ( k1 , k 2 )
квантиль F-распределения с числами степеней свободы
в числителе k1 в знаменателе k 2
4

5. Контрольная карта обобщенной дисперсии

Оценка стабильности процесса сводится к проверке гипотезы о равенстве
ковариационной матрицы процесса ∑ заданному значению ∑0 , т.е. к проверке нулевой
гипотезы Н0: ∑= ∑0 при альтернативе Н1: Σ ≠ Σ0.
Предположим, что контролируются р показателей качества технологического
процесса: через равные промежутки времени берутся р-мерные мгновенные выборки
объёма n. Для каждого момента времени t формируется выборочная ковариационная
матрица
, где
Контрольные границы определяются по формуле
Математическое ожидание обобщенной дисперсии
Стандартное отклонение
5

6. Построение контрольной карты Хотеллинга

Анализ корреляций и разбивка данных на группы
Контролировались 5 параметров по 100 наблюдений:
температура графического процессора (GPU−X1);
температура видеокарты (GPU#1−X2);
температура центрального процессора (CP− X3);
температура ядер центрального процессора (CPU#0−X4, Cpu#1−X5);
Для оценки стабильности работы было сформировано два файла с
контролируемыми параметрами – данные для мониторинга и данные для
анализа.
До построения карт была построена корреляционные матрицы с помощью
программы Statistica 10.0.0.0:
Рис.1.Корреляционная матрица параметров для анализа
6

7. Анализ корреляций и разбивка данных на группы

Структура программы
Рис.2.Интерфейс программы
7

8. Структура программы

Анализ температурного режима
1.Этап анализа первой
группы данных
UCL=13,6
Рис.3.Обычная карта Хотеллинга для первой группы
при анализе
UCL=1.62
LCL = 0
Рис.4.Карта обобщенной дисперсии для первой группе
при анализе
8

9. Анализ температурного режима

UCL=13.81
Рис.5.Обычная карта Хотеллинга с контрольной критической
границей для первой группы
UCL=0.44
LCL = 0
Рис.6.Карта обобщенной дисперсии с контрольными
границами для первой группы
9

10.

2.Этап мониторинга
для первой группы
данных
UCL=13.81
Рис.7.Обычная карта Хотеллинга для первой группы при мониторинге
UCL = 0.44,
LCL = 0
Рис.8.Карта обобщенной дисперсии для первой группы при мониторинге
10

11.

UCL=14.89
UWL = 7.44
UCL=15.35
UWL = 5.13
UCL=15.6
UWL = 3.87
Рис.9.Карта с
предупреждающей
границей 2 типа
Рис.10.Карта с
предупреждающей
границей 3 типа
Рис.11.Карта с
предупреждающей
границей 4 типа
11

12.

Результаты расчетов для второй группы данных
1.Этап анализа
UCL = 11.18
Рис.12.Обычная карта Хотеллинга для второй группы с контрольной критической границей
UCL = 55.23
LCL = 0
Рис.13.Карта обобщенной дисперсии с контрольными границами для второй группы
12

13.

2.Этап мониторинга для второй группы данных
UCL = 11.18
Рис.14.Обычная карта Хотеллинга для второй группы при мониторинге
UCL = 55.23
LCL = 0
Рис.15.Карта обобщенной дисперсии для второй группы при мониторинге
13

14. 2.Этап мониторинга для второй группы данных

Рис.16.Карта с
предупреждающей
границей для второй
группы -2 типа
UCL = 12.39
UWL = 5.7
Рис.17.Карта с
предупреждающей
границей для второй
группы - 3 типа
UCL = 13.29
UWL = 3.6
Рис.18.Карта с
предупреждающей
границей для второй
группы - 4 типа
UCL = 14.1
UWL =2.55
14

15.

Заключение
В выполненной выпускной квалификационной работе:
Исследован температурный режим компьютера, на основе
выбранных температурных характеристик процессора;
Разработана программа для оценки стабильности температурного
режима, включающая построение обычной карты Хотеллинга,
карты с предупреждающей границей, карты обобщенной дисперсии
в режимах анализа и мониторинга процесса для каждой группы;
Разработана методика определения положения контрольных границ
на картах Хотеллинга и обобщенной дисперсии, основанная на
проведении
испытаний
температурного
режима
с
последовательным удалением наблюдений, где имело место
нарушение режима;
Проведен мониторинг температурного режима компьютера,
показавший, что рассматриваемый компьютер работает с точки
зрения стабильности температур не устойчиво.
15

16. Заключение

Спасибо за внимание!
16